Kajian teknologi bioproses dalam produksi pupuk hayati rhizobium untuk kedelai dengan substrat glukosa dan modifikasi media manitol pada kultivasi nirsinambung

Abstract

Sektor pertanian tanaman pangan terutama kedelai perlu dikembangkan guna memenuhi permintaan pasar yang terus meningkat khususnya dari sektor agroindustri, seperti industri pangan, minyak nabati, pakan, dan lecitin soya. Namun produksi kedelai nasional belum cukup memenuhi kebutuhan dalam negeri, sehingga pemerintah harus melakukan impor. Dalam mengatasi hal tersebut, diupayakan usaha ekstensifikasi dan intensifikasi pertanian. Lahan yang kritis serta rendahnya produktivitas tanaman kedelai, memerlukan pupuk kimia dosis tinggi. Pupuk kimia yang berlebihan dan terus menerus lambat laun akan mengganggu ekosistem tanah. Alternatif untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan menggunakan pupuk hayati. Usaha yang dilakukan adalah dengan memproduksi pupuk hayati yang ekonomis, produktif, bermutu dan berwawasan lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan teknik atau metoda produksi yang efisien dan produktif, yang dilakukan dalam dua tahap. Pertama penelitian pendahuluan, untuk mempelajari karakteristik dan sifat Bradyrhizobium japonicum guna pengembangannya lebih lanjut. Kemudian ditentukan pula kurva pertumbuhan Bradyrhizobium japonicum. Hasil dari penelitian pendahuluan, menjadi dasar untuk melakukan penelitian utama. Dalam penelitian utama, dilakukan dua macam kultivasi yaitu dengan Erlenmeyer volume 500 ml dan bioreaktor 1 liter. Pada Erlenmeyer dilakukan tiga macam teknik produksi yaitu menggunakan substrat glukosa, manitol, dan substrat manitol dua fase (bifasik). Perbandingan fase cair dan padat adalah 1:4 dengan kondisi kultivasi suhu ruang (28°C) dan agitasi 100 rpm. Pada bioreaktor dilakukan 2 teknik kultivasi yaitu dengan substrat manitol satu fase dan dua fase (1:10). Kondisi kultivasi meliputi aerasi 0.5 vvm, agitasi 400 rpm dan suhu 28°C Berdasarkan parameter mikrobiologi dan bioproses, maka kultivasi dengan bioreaktor lebih memenuhi parameter proses produksi yang diinginkan dan mudah untuk dikondisikan. Parameter-parameter yang diperoleh pada metoda bifasik dengan bioreaktor adalah sebagai berikut. Biomassa maksimum 627.9 mg/l. Laju pertumbuhan spesifik (maks) dan rendemen (Y) tertinggi yaitu 0.0409 jam¹ dan 0.1656 g sel/g substrat. Jumlah sel pada hari ke-4 adalah 9.52 x 10 sel/ml. Sedangkan nilai efisiensi konsumsi substrat mencapai 0.6222. Kelemahan metoda ini adalah, waktu penanganan yang lebih lama. Hasil percobaan memperlihatkan bahwa substrat glukosa dapat digunakan sebagai alternatif untuk dikembangkan karena harga substrat relatif lebih murah terutama untuk skala besar. Pada metoda dua fase dengan Erlenmeyer dinilai cukup produktif dan efisien untuk diterapkan dan dikembangkan pada produksi secara sederhana (skala kecil).